一、worker process簡介
當我們談論到NGINX的高性能時，不得不提到它的多進程、多線程架構。其中，worker process是NGINX多進程架構的核心，它負責接受和處理客戶端的連接請求，並處理這些請求所需要的一系列操作。
在NGINX中，有一個master process和若干個worker process。其中master process主要負責初始化，然後fork出若干個worker process進行真正的請求處理。而每一個worker process都是獨立的進程，可以單獨對客戶端進行請求響應和處理。
master_process {
// 初始化工作
......
// fork出worker process進行請求處理
for (i = 0; i < worker_processes; i++) {
spawn_worker_process();
}
......
}
worker_process {
// 處理請求
......
}
二、worker process的創建和銷毀
正如上面的代碼所示，worker process是由master process通過fork創建的。每個worker process都是一個獨立的進程，有自己的進程ID以及內存空間。
當NGINX初始化完畢後，master process會根據預設的worker_process數量fork出若干個子進程，這些子進程就是我們常說的worker process。這些worker process會在某個事件被觸發時響應相應的事件，並進行處理。
在NGINX的運行過程中，有時候需要動態地增減worker process的數量。這時，master process會向已有的worker process發送信號，告訴它們需要創建新的worker process。而這些新的worker process則會在另一個進程空間中進行初始化和操作。
// master process發送信號給worker process，觸發創建新的worker process
void ngx_signal_handler(int signo) {
switch (signo) {
case SIGHUP:
......
for (i = 0; i < ngx_worker_processes; i++) {
ngx_pid = ngx_workers[i].pid;
kill(ngx_pid, SIGQUIT);
}
......
break;
case SIGQUIT:
......
spawn_worker_process();
......
break;
......
}
}
三、worker process的事件處理
worker process作為NGINX的請求處理單元，是負責處理所有客戶端請求的進程。因此，worker process需要處理各種各樣的事件，包括網路連接事件、定時器事件、讀寫事件等。
在worker process的初始化過程中，會進行事件驅動機制的初始化。它會調用系統底層介面，比如epoll，select等，來監聽各種事件並進行處理。
// worker process初始化事件驅動機制
void ngx_worker_process_init_cycle() {
......
// 初始化epoll系統調用介面
ngx_epoll_init(cycle);
......
// 開始監聽事件
ngx_process_events_and_timers(cycle);
......
}
當worker process收到一個事件時，它會首先判斷這個事件的類型，然後根據不同的類型進行相應的處理。
// 處理網路連接事件
void ngx_event_accept(ngx_event_t *rev) {
......
}
// 處理讀事件
void ngx_event_recv(ngx_event_t *ev, ngx_int_t flags) {
......
}
// 處理定時器事件
void ngx_event_expire_timers() {
......
}
四、worker process的進程間通信
在NGINX的多進程架構中，worker process之間需要進行進程間通信，來共享一些資源或者協調某些操作。
這個進程間通信有多種方式，最常見的是信號和共享內存。
在我們剛才提到的動態增減worker process的情況下，master process會向所有已有的worker process發送SIGQUIT信號。這個信號的作用是使worker process進行優雅退出，釋放資源。當worker process處理完所有已有請求後退出時，master process會fork出新的worker process，以保證NGINX的運行穩定。
// 接收SIGQUIT信號進行退出
void ngx_worker_process_cycle() {
......
for (;;) {
if (ngx_quit) {
ngx_worker_process_exit();
}
......
}
......
}
除了信號外，共享內存也是worker process之間通信的常用方式。比如，當多個worker process都需要訪問共同的資源時，就可以使用共享內存。
// 在worker process中使用共享內存
void *ngx_shm_alloc(size_t size) {
// 獲取共享內存
ngx_shm_info_t *shm_info = ngx_get_shm_info();
// 分配內存
void *addr = mmap(NULL, size, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, shm_info->fd, 0);
......
return addr;
}
五、worker process的異常處理
在NGINX的運行過程中，worker process可能會因為一些異常情況而退出。比如，由於客戶端請求過多，導致worker process阻塞無法處理請求；或者是系統內存不足導致worker process無法運行。
當worker process退出時，master process會接收到這個信號，並重新創建新的worker process。同時，master process還會將進程退出的原因記錄在日誌中，以幫助管理員進行故障排查。
// worker process異常退出時記錄日誌
void ngx_process_get_status() {
......
if (WTERMSIG(status)) {
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "%P exited on signal %d", pid, WTERMSIG(status));
} else {
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "%P exited with code %d", pid, WEXITSTATUS(status));
}
......
}
六、結語
本文深入探討了NGINX的worker process，希望能給大家提供一些關於NGINX多進程架構的實踐經驗。在NGINX的運行過程中，worker process起著至關重要的作用，因此我們需要深入理解它們的工作方式，以便在實踐中更好地調試和優化。
原創文章，作者：WCMGK，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-tw/n/331769.html
微信掃一掃 
支付寶掃一掃 